Что такое поливиниловый спирт?

Поливиниловый спирт (ПВС), сокращенно ПВС (PVOH), ПВА или ПВАл (PVAl) — синтетический полимер, который бесцветен, не имеет запаха и растворим в воде. Обычно он образуется в виде белых, хлопьевидных, пушистых или порошкообразных твердых веществ. История поливинилового спирта (ПВС) восходит к началу XX века. Он был впервые открыт и синтезирован в 1924 году немецкими химиками В.О. Хемнаном и В. Хахнелем. В то время основными областями применения ПВС были клеи и технологические добавки для целлюлозных волокон.
В 1950-х годах ПВС начал производиться в крупных промышленных масштабах и постепенно распространился во многие области, такие как текстильная, бумажная, полиграфическая и строительство. Впоследствии, с развитием науки и техники, области его применения продолжали расширяться, и сейчас он широко используется в пищевой, медицинской, косметической, электротехнической, защитной среде и многих других областях.
В частности, в Китае исследования и разработка ПВС начались в 1951 году, а в 1970-х годах товары на основе ПВС начали появляться на рынке. В результате постоянного совершенствования технологий синтеза и снижения цен, использование ПВС становится всё более широким, и его развитие происходит быстрыми темпами.

Каковы свойства и классификации поливинилового спирта?

Свойства: Поливиниловый спирт (ПВС) — это универсальный водорастворимый полимер, со свойствами, находящимися между свойствами пластмасс и резины. Поливиниловый спирт — это твёрдое вещество, которое может быть в форме белого порошка, хлопьев или хлопьев, с температурой стеклования 60–85 °C. Поливиниловый спирт растворим в полярной воде благодаря наличию в нём многочисленных полярных спиртовых групп, которые могут образовывать водородные связи с водой. Он также растворим в горячих гидроксилсодержащих растворителях, таких как глицерин и фенол, но нерастворим в обычных органических растворителях, таких как метанол, бензол, ацетон и бензин. Классификация: Степень полимеризации определяет молекулярную массу, которую можно классифицировать на четыре категории: сверхвысокая степень полимеризации (250 000–300 000), высокая степень полимеризации (170 000–220 000), средняя степень полимеризации (120 000–150 000) и низкая степень полимеризации (25 000–35 000). Степень алкоголиза обычно включает полный алкоголиз (степень алкоголиза 98–100%), частичный алкоголиз (степень алкоголиза 87–89%) и степень алкоголиза 78%. Как правило, тысячные или сто цифры степени полимеризации указываются в начале, а степень алкоголиза — в конце обозначения марки продукта. Например, поливиниловый спирт 17-99 означает, что степень полимеризации составляет 1,7 кДж, а степень алкоголиза — 99%.

Для чего используется поливиниловый спирт?

Поливиниловый спирт (ПВС) имеет широкий спектр применения благодаря своим уникальным свойствам как водорастворимого полимера. Вот некоторые из основных применений ПВС:
Текстильная промышленность: ПВА широко используется в качестве шлихтовального агента в текстильной промышленности. Он действует как связующее вещество между пряжей и другими волокнами, повышая их прочность и стойкость к истиранию. Он также способствует бесперебойной работе ткацких станков.
Клеи и связующие: ПВА является превосходным связующим и адгезионным компонентом в различных применениях. Он может использоваться для производства клеев, адгезивов и покрытий для бумаги, дерева и других материалов. Его хорошие адгезионные свойства делают его пригодным для ламинирования и склеивания. Бумага и покрытия: ПВА используется в качестве покровного агента в бумажной промышленности. Он улучшает поверхностные свойства бумаги, такие как глянец, пригодность для печати и водостойкость. Покрытия ПВА также могут наноситься на другие материалы для повышения их прочности и внешнего внешнего внешнего вида. Формирование пленок и мембран: ПВА может быть переработан в тонкие пленки или мембраны с определенными свойствами. Эти пленки используются в различных применениях, включая упаковку, разделение мембран для очистки воды или диализа, а также в качестве подложек для электронных компонентов.
Производство волокон: Волокна ПВС, известные как винил, производятся из растворов ПВС. Эти волокна обладают превосходной прочностью на разрыв и стойкостью к химическим веществам, что делает их подходящими для использования в одежде, канатах и других промышленных применениях.
Эмульсионная и суспензионная полимеризация: растворы ПВС могут служить защитными коллоидами в реакциях эмульсионной и суспензионной полимеризации, стабилизируя диспергированные частицы и способствуя образованию однородных полимерных частиц.
Краски и покрытия: ПВА используется в качестве связующего вещества в красках и покрытиях на водной основе. Он помогает улучшить адгезию, долговечность и внешний вид покрытий на различных поверхностях.
Биомедицинское применение: ПВС и его производные также нашли применение в биомедицинской сфере. Их можно использовать для производства биоразлагаемых имплантатов, систем доставки лекарств и каркасов для тканевой инженерии и тканевых каркасов.
Стоит отметить, что конкретные применения ПВС могут различаться в зависимости от его молекулярной массы, степени полимеризации и уровня алкоголиза. Производители часто адаптируют свойства ПВС к требованиям конкретных конечных применений.

Как производится поливиниловый спирт?

Производство поливинилового спирта (ПВС) включает ряд этапов, в основном, включая подготовку сырья, реакцию полимеризации , очистку и переработку. Ниже приведен основной процесс производства поливинилового спирта:
Подготовка сырья: Основным сырьем для получения поливинилового спирта является этилен. Этилен — это органическое соединение, получаемое из нефти или природного газа фракционной перегонкой алканов в процессе нефтепереработки или крекингом углеводородов в нефти.
Полимеризация этилена: этилен превращается в полиэтилен в результате реакции полимеризации. Этот этап обычно осуществляется посредством свободнорадикальной полимеризации, инициируемой катализатором. В ходе реакции полимеризации двойные связи в молекуле этилена разрываются и соединяются, образуя длинные цепи.
Превращение полиэтилена: Полиэтилен далее превращается в поливиниловый спирт. Этот процесс превращения может катализироваться кислотой, основанием или ферментом. На этом этапе некоторые атомы водорода в полиэтиленовой цепи заменяются гидроксильными группами (ОН) для получения поливинилового спирта. Очистка и переработка: Синтезированный поливиниловый спирт очищается и обрабатывается для удаления примесей и соответствия специальным требованиям к продукту, включая такие этапы, как экстракция растворителем, кристаллизация и сушка. Поливиниловый спирт обычно используется в гранулированном виде. Высушенный поливиниловый спирт подается в гранулятор машину, где из него получают гранулы путем экструзии и резки.
Помимо основных этапов, описанных выше, процесс производства поливинилового спирта можно тонко настроить под различные виды сырья и выбор катализаторов. Внутренние процессы производства поливинилового спирта в основном включают в себя ацетилен из карбида кальция, этилен из нефтяного продукта, ацетилен из природного газа и биоэтилен, при этом на карбид кальция ацетилен приходится наибольшая доля производственных процессов.

Как упаковывается, хранится и транспортируется поливиниловый спирт? Упаковка: мешок 20 кг, мешок 25 кг, мешок 500 кг, мешок 1000 кг. Хранение: Поливиниловый спирт следует упаковывать в герметичные тканые мешки или картонные коробки с пластиковыми вкладышами для предотвращения попадания влаги и других загрязнений. Транспортировка: Транспортные средства, перевозящие поливиниловый спирт, должны быть защищены от влаги, солнца и дождя, чтобы салон оставался сухим и чистым, чтобы предотвратить возможные химические реакции или изменение качества поливинилового спирта во влажной среде.

Каковы вредные воздействия поливинилового спирта?

Поливиниловый спирт, как правило, нетоксичный материал, но его пыль может вызывать раздражение дыхательных путей. Поливиниловый спирт был включен в список канцерогенов группы 3 в предварительной версии списка канцерогенов, опубликованного Международным агентством по исследованию рака Всемирной организации здравоохранения в 2017 году. Следовательно, длительное воздействие высоких концентраций поливинилового спирта может представлять потенциальный риск для здоровья. Персонал должен быть хорошо защищен в случае контакта и немедленно промыть проточной водой при попадании в глаза и на кожу. Работу следует проводить в хорошо проветриваемом помещении.